[질소]

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질소(Nitrogen)

 

기출 유형

1. 질소의 형태와 수처리에서의 의미 2. 청색증(Blue Baby)

 

키워드

질소순환(Nitrogen Cycle), 질소성BOD, 청색증, 암모니아스트링방법, 질산화 및 탈질화, ANAMMOX공정, 수오총

 

대제목

1. 개요(정의) 2. 질소종류 3. 질소측정법/기준 4. 수처리 활용/제거방법 5. 질소순환

Tip

-질소의 종류와 처리법 숙지

 

 

 

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총질소(T-N)와 TKN

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○개요

1)수중의 질소는 유기질소, NH4-N, NO2-N, NO3-N등의 여러가지 형태로 존재

2)수중의 질소는 영양염으로 공공수역으로 유출시 부영양화를 일으키며 수질을 악화시킴

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○질소의 종류 ​

1) NH4-N

암모니아성질소로 질소질 유기물 분해시 1차로 생성되는 질소로 NH3, NH4+, NH4-N등으로 나타낸다.

분해과정은 다음과 같다.

1차 질산화 : NH4-N + 1.5O2 > NO2-N + H2O + 2H^+ (Nitrosomonas)

2차 질산화 : NO2-N + 0.5O2 > NO3-N (Nitrobacter)

최종식 : NH4-N +2O2 > NO3-N + H2O + 2H^+

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2) NO2-N

아질산성질소로 NO2^-, NO2-N등으로 나타내며 NH3산화되어 생기거나 NO3-N 환원되어 생기기도 한다.

NO2-N에서 빠르게 NO3-N로 전환된다.

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3) NO3-N

질산성질소로 질산, 초산이온(NO3^-), 초산염등으로 나타낸다.

질소중 가장 안정적인 형태로 더이상 산화가 진행되지 않는 최종 생성물이다.

NO3-N는 최종물로 오래된 오염을 뜻하며 위생적문제보다는 Blue-baby(청색증)문제를 야기한다.

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4) 알부미노이드성 질소

암모니아가 되기전 단계의 질소, 단백질등의 유기성 질소가 가수분해되어 발생된 아미노산등의 질소화합물로 하수에 다량 함유되어 있어 분뇨 오염지표로 활용

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5) TKN (Total Kjeldahi Nitrogen)

암모니아성질소와 유기질소로 산화되지않은 초기질소를 뜻한다.

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6) T-N (Total Nitrogen)

총질소로 존재하는 모든 유,무기질소의 합을 뜻한다.

T-N = TKN + NO2-N, NO3-N

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○ 측정방법

1) TN : 자외선/가시선분광법(산화법, 카드뮴-구리환원법, 한원증류-킬달법), 연속흐름법

2) NH4-N, NO2-N, NO3-N : 자외선/가시선분광법, 이온크로마토그래피(IC)

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○ 수처리공정에서의 의미

1) 부영양화 지표 : 부영양화는 N,P에 의한 부영양으로 질소는 부영양화의 지표로 활용

2) C/N비 : C/N비는 수처리시 유기물 제거에 필요한 최소비로 이론적으로 3이상시 적합 > 실현장 : 7이상

3) 질산화 : 암모니아가 산화되어 NO3,NO2로 산화되는 과정

4) 탈질 : 산화된 NO3, NO2가 N2로 환원되는과정

5) 오염지표 : 하수처리장에서의 질소는 분뇨에서 기인되므로 N 존재시 오염농도 증가

 

 

 

○ 질소의 순환​

1) 질소고정 : 미생물(박테리아, 조류)이 N2를 NH3, NO3^-로 전환

2) 광물질화 : 미생물이 유기질소를 NH4-N로 분해

3) 질산화 : 호기조건에서 미생물에 의해 NH4-N로 분해

4) 질소동화 : 생물에 의한 질소(NH3,NO3^-) 섭취

5) 탈질작용 : 무산조 조건에서 미생물에 의한 NO3^- > N2 탈질

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○수처리에서의 질소활용

1. 부영양화 지표 : 부영양화는 N,P에 의한 부영양으로 질소는 부영양화의 제한인자로 활용
2. C/N비 : C/N비는 수처리시 유기물 제거에 필요한 최소비로 이론적으로 3이상시 적합 > 실현장 : 7이상
3. 질산화 : 암모니아가 산화되어 NO3,NO2로 산화되는 과정
4. 탈질 : 산화된 NO3, NO2가 N2로 환원되는과정
5. 오염지표 : 하수처리장에서의 질소는 분뇨에서 기인되므로 N 존재시 오염농도 증가